深部煤层瓦斯赋存特征与解吸规律研究及应用

发布时间：2021-04-02 05:32

　　本文针对深部煤层高地应力场、较高温度场和较高孔隙压力场条件下的瓦斯赋存特征及在不同介质中煤的瓦斯解吸规律进行了研究，并基于煤的瓦斯解吸规律研究结果，提出了地勘煤层瓦斯含量测定新方法，为进一步揭示了深部煤层瓦斯赋存机制奠定了基础。首先，在总结前人研究成果的基础上，详细分析了煤储层特征、瓦斯赋存状态、运移过程及瓦斯赋存影响因素。在实验室研究了深部煤层的孔隙特征及吸咐特征，实验得出：在同等实验条件下，同一煤层煤的瓦斯吸咐能力随深度增加呈增强趋势。某些煤样等温吸附线并不符合朗格缪尔方程。以渗流理论和多物理场耦合理论为基础，首次建立了深部煤层瓦斯赋存流体动力场耦合模型，并借助数值分析软件Comsol Multiphysics对数学模型进行求解，进而揭示了深部煤层瓦斯赋存规律，分析结果表明：瓦斯压力与埋藏深度呈近似线性关系，煤层瓦斯含量与深度则呈明显的非线性关系，煤层的孔隙率和渗透率随着深度的增加而相应减小。实验室测试、数值模拟及现场统计的研究成果表明：深部煤层由于微孔的增多及瓦斯压力增加，使其对瓦斯的吸附能力也增强，但由于受温度等因素的显著影响，深部煤层瓦斯含量增加梯度趋于减小，最后将不再增加。... 

【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省

【文章页数】：140 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

技术路线框图

图 2.1 煤和瓦斯结构模式Fig.2.1 structure mode of coal and methan尔(Langmuir)于 1916 年以动力学为吸附平衡是动态平衡；②固体表面为④吸附平衡仅形成单分子层。通过煤体表面的特性适用于朗格缪尔方吸附量，通常用式（2.4）表示。bPbPV 1a，m3/t；Vm为瓦斯极限吸附量，m3/，MPa。

几何建模界面图

【参考文献】：
期刊论文
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[2]非等温吸附变形条件下瓦斯运移多场耦合模型研究[J]. 秦玉金,罗海珠,姜文忠,田富超.  煤炭学报. 2011(03)
[3]淮南煤田深部煤的孔隙特征及其意义[J]. 梁红侠,陈萍,童柳华,陆春辉.  中国煤炭地质. 2010(06)
[4]煤体结构差异的吸附响应及其控制机理[J]. 张小东,刘浩,刘炎昊,苏现波.  地球科学(中国地质大学学报). 2009(05)
[5]高温矿井地温分布规律与反问题研究[J]. 谢中朋,宋晓燕.  能源技术与管理. 2009(04)
[6]深部开采环境及岩体力学行为研究[J]. 刘玉鼎,霍丙杰,辛龙泉.  矿业工程. 2009(03)
[7]焦作煤田深部煤层含气量预测[J]. 聂怀耀,李俊生,张俊.  煤矿安全. 2009(06)
[8]峰峰、大城、开平矿区深部煤层含气量预测[J]. 刘爱华,傅雪海,张军,周宝艳,彭伦.  黑龙江科技学院学报. 2009(03)
[9]煤层瓦斯含量主控因素分析[J]. 秦玉金,罗海珠,姜文忠,薛军峰,董全.  煤矿安全. 2009(05)
[10]煤变质程度对煤储层物性的控制作用[J]. 唐书恒,蔡超,朱宝存,段利江,张佳赞.  天然气工业. 2008(12)

博士论文
[1]低渗透煤层气开采的热—流—固耦合作用机理及应用研究[D]. 张丽萍.中国矿业大学 2011
[2]远程采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动气固耦合动力学模型及其应用研究[D]. 刘洪永.中国矿业大学 2010



本文编号：3114686